МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО Навчальний посібник (для студентів напрямку 1201 „Архітектура”)


НазваМАТЕРІАЛОЗНАВСТВО Навчальний посібник (для студентів напрямку 1201 „Архітектура”)
Сторінка3/19
Дата05.05.2013
Розмір2.31 Mb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Географія > Документи
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

Будова деревини


Стовбур становить головну частину дерева. На поперечному розрізі стовбура розрізняють такі основні частини: кору, луб, камбій, власне деревину ( що складається із заболоні і ядра) і стрижень.

Макроструктуру стовбура розглядають у трьох напрямках: поперечному (перпендикулярній осі стовбура), радіальному (що проходить через вісь стовбура) і тангенціальному (що йде в площині осі стовбура, на деякій відстані від неї) (рис. 3.1.1).

Ріст деревини, що відбувається у весняний і літній періоди року, припиняється восени. Утворений у період росту новий шар деревини складається із клітин, що з'явилися навесні (великих й пухких), і клітин, що утворилися влітку (дрібних, щільних, з товстими стінками). Колір літньої деревини темніше через більшу щільність клітин, така деревина називається пізньою.

Видима в поперечному перерізі стовбура деревина складається з концентричних шарів, що одержали назву річних. Ріст дерева в діаметрі й у висоту визначає собою і характер побудови річних кілець за висотою у формі конусів, що добре видно на тангенціальному розрізі стовбура. На радіальному розрізі річні шари помітні у вигляді поздовжніх смуг, а на тангенціальному - гіперболічних ліній. Чим ближче розріз до вершини дерева, тим менше річних кілець, визначити вік дерева за річними кільцями можна лише по нижньому його розтині. У процесі життя дерева відбувається відмирання внутрішніх клітин деревини.



Рис. 3.1.1 – Схема будови деревини

хвойних і листяних порід :

а) дуба; б) смереки;

1 – стрижньовий промінь; 2 – смоляной хід

При цьому протоплазма і ядро клітини розпадаються, а оболонка просочується лігніном (рис. 3.1.2).


Рис. 3.1.2 – Будова стовбура дерева на торцевому перерізі:

1 – кора; 2 – луб; 3 – камбій;

4 – заболонь; 5 – ядро; 6 - стрижень



Рис. 3.1.3 – Перерізи стовбура дерева:

1 – радіальний; 2 – тангенціальний;

3 – торцевий; 4 – стрижньові промені



Кора має два шари – зовнішній корковий, що являє собою мертву кірку, яка охороняє дерево від зовнішніх впливів і пошкоджень, і внутрішній – луб'яний, по якому живильні речовини надходять із крони.

Камбій – наступний за корою шар, утворений життєдіяльною тканиною, в якій розвиваються клітини для росту деревини й частково кори. Нові клітини утворюються шляхом розподілу вихідних клітин на дві частини, причому одна з них залишається в камбіальному шарі, а десять інших переходять у деревину. Оболонки клітин через деякий час перетворюються в целюлозу.

Мертві клітини становлять більшу внутрішню частину деревини, в якій припиняється рух вологи, нагромадження запасів живильних речовин й утворення смоли. Клітини при цьому ущільнюються. Якщо ця частина деревини зафарблюється, то її називають ядром, такі породи звуться ядровими (дуб, смерека, кедр). Зовнішню світлу частину деревини, де протікають всі життєві функції дерева, називають заболонню. У деяких порід ядро відсутнє. Такі породи називають заболонними (осика, береза, вільха). Деревні породи з однаковим фарбуванням поперечного перерізу, що містять різну кількість вологи в центральній і периферійній частинах, називаються породами зі спілою деревиною (бук, ялина, ялиця).

Стрижень - пухка тканина, що складається з тонкостінних клітин. Стрижень й деревна тканина, що утворилися в ранньому періоді, становлять стрижньову трубку. Ця частина стовбура є найбільш слабкою.

У радіальному розрізі дерева можна розрізнити поздовжні смуги-стрічки - стрижневі промені, що мають значний вплив на міцність.

Мікроструктураце будова деревини, видима при значному збільшенні. Виділювані камбіальним шаром клітини заповнені протоплазмою. Оболонка клітини складається із клітковини - целюлози, а протоплазма - з азотистих сполук. Клітини відрізняються розміром, формою і біологічним призначенням. За формою клітини, з яких складається основна маса деревини, в основному округлі, циліндричні, багатогранні й витягнуті в довжину. За призначенням в стовбурі дерева клітини можуть бути, як показано на рис. 3.1.3:

- що запасають - паренхімні, в яких зосереджені запаси живильних речовин. Вони розташовані в стовбурі дерева, головним чином у стрижневих променях, і передають живильні речовини іншим клітинам у горизонтальному напрямку;

- провідні й опорні клітини, які проводять ґрунтову вологу й надають деревині необхідну стійкість.

Хвойні породи мають свою особливість - смоляні ходи. На поперечному розрізі вони мають вигляд світлих точок у пізній частині річного шару, а на радіальному й тангенціальному розрізах - вид темних рисок.

У деяких листяних породах (дуб, ясен) є великі й дрібні судини. Великі розташовуються в ранній частині річного шару, а дрібні зібрані в групи або розподілені рівномірно по всій площі пізньої деревини. Такі породи називаються судинними.

Хвойні породи (смереку, ялину, модрину, ялицю, кедр, тис) застосовують для інженерних конструкцій.

Смерека – ядрова порода з високою міцністю і малою об'ємною масою. Деревина смереки смолиста, тому важко піддається загниванню. Її застосовують у вигляді кругляків і пиляних лісоматеріалів, а також для виготовлення будівельних столярних виробів і меблів.

Ялина – порода з прямим високим циліндричним стовбуром, що дає великий вихід ділової деревини. Це порода зі спілою деревиною, малосмолиста, має відносно високі показники міцності й малу об'ємну масу. Деревину ялини застосовують для виготовлення будівельних конструкцій і столярних виробів. У сухих місцях ялина добре зберігається.

Модрина - смолиста ядрова порода з підвищеною твердістю і високою стійкістю проти загнивання. Є прекрасним будівельним матеріалом для гідротехнічних і підземних споруд. Має красиву текстуру і колір.

Ялиця – порода без’ядрова, річні шари широкі, не містять смоляних ходів; менш стійка в порівнянні з іншими хвойними породами.

Кедр – порода ядрова, легка. Застосовується в основному для столярних виробів і як будівельний ліс.

Тис – порода ядрова (вічнозелене дерево). Застосовується в меблевому виробництві, у токарській справі.

Листяні породи.

Дуб – ядрова, кільцесудинна порода, має високу механічну міцність і в'язкість. Деревина літнього дуба більш щільна. Рання частина річного шару деревини дуба складається з декількох рядів великих судин, а пізня - характеризується високою міцністю і дрібносудинністю. Дуб має гарну текстуру. Його застосовують для виготовлення меблів, оздоблювальної фанери, високоякісних столярних виробів і паркету. При довгому перебуванні у воді дуб темніє до чорно-сірого цвіту, перетворюючись у морений дуб.

Бук – неістотно-пориста стиглодеревна порода. Його деревина тверда, має велику об'ємну масу й високу межу міцності, щільна, пружна, легко колеться. Колір деревини білий із червонуватим відтінком. Бук застосовують для виготовлення високоякісних столярних виробів, меблів і паркету.

Вільха має м'яку деревину, добре оброблюється. В умовах змінної вологості швидко загниває. Її застосовують у гідротехнічних спорудах, для виготовлення моделей, водопровідних труб, внутрішніх столярних виробів і клеєної фанери.

Клен – порода, що має гарну текстуру. Її застосовують для внутрішніх оздоблювальних робіт, виготовлення декоративної фанери.

Осика – м'яка порода. У сухому місці добре зберігається. Застосовують у фанерному виробництві, для виготовлення покрівельних матеріалів.

Береза має тверду, міцну й грузлу, але недовговічну в умовах змінної вологості деревину. Її застосовують для виготовлення клеєної фанери, лиж, будівельних деталей і виробів, карнизів, поручнів сходів, паркету й меблів.

Липа має м'яку, легку, в умовах змінної вологості нестійку деревину.

Ясен має деревину високої міцності, пружності, пластичності, гарну текстуру. Його застосовують для виготовлення меблів, столярних виробів.

Горіх має деревину темно-коричневого кольору з гарною текстурою. Застосовують для виготовлення декоративної фанери.

Властивості деревини

Властивості деревини як функціональні, так й естетичні, визначаються структурою і складом породи. Властивості деревини однієї і тієї ж породи розрізняються залежно від віку дерева, місця і умов росту, вологості деревини, розташування волокон та інших факторів. У деревини розрізняють позитивні й негативні властивості.

Позитивні властивості деревини

Низька густина. Абсолютна об'ємна вага деревини залежить тільки від щільності породи, тому що її вимірюють в абсолютно сухому стані. За густиною деревину поділяють на легку (о < 550 кг/м3), середньої густини ( 550 < о < 750 кг/м3) і важку (о  750 кг/м3).

Від густини деревини залежать її фізико-механічні властивості, такі як міцність, теплопровідність і водопоглинання.

Низька теплопровідність. Деревина має невелику теплопровідність, що залежить від характеру пористості, напрямку волокон, від породи й об'ємної ваги дерева, вологості й температури. Теплопровідність дерева уздовж волокон в 1,8 раза вища, ніж поперек волокон. Вона підвищується зі збільшенням вологості й об'ємної ваги, тому що при цьому зменшується кількість повітря, яке утримується в порах деревини. Так, стіна з дерев'яного бруса товщиною 15 см за теплопровідністю відповідає стіні з керамічної цегли товщиною в 2,5 цегли, що становить 30 см.

Декоративність (колір, блиск і текстура).

Колір деревини надзвичайно різноманітний. Він залежить від породи дерева й клімату. Як правило, деревні породи помірного пояса мають бліде фарбування, а породи тропічного пояса - яскраве. Інтенсивність фарбування підвищується з віком дерева. Деревина змінює забарвлення під впливом світла й повітря.

Палітра деревини:

Білий - береза, клен, липа, граб, ялиця, ялина.

Сірий - ясен, волоський горіх, біла акація.

Коричневий світлий - горіх лісовий, каштан, дуб, карагач.

Коричневий темний - тик, абрикос.

Червоний - макмора, махагоні, вільха.

Фіолетовий - деревоподібний амарант.

Рожевий - бук, груша, чинара, яблуня.

Жовтий - лимон, самшит, смерека.

Блиск. Деякі породи деревини мають блиск. Він залежить від ступеня розвиненості стрижневих променів. У радіальному розрізі блиск мають такі породи, як клен, бук, дуб, біла акація, цінна деревина. Сильно розвинені стрижневі промені дуба в радіальному розрізі дають блискучі плями.

Текстура деревини - це малюнок у радіальному або тангенціальному розрізі, залежить від будови деревини. Вона складається з ясно помітних великих судин, широких стрижневих променів, річних шарів, напрямку волокон (закручене, волокнисте). Чим складніша будова деревини, тим різноманітніша її текстура. Гарну текстуру в радіальному розрізі мають породи дуба й бука, у тангенціальному - ясен, каштан, горіх, дуб, модрина.

Висока міцність

Міцність деревини при стиску становить 35-70 МПа, а при вигині 80-120 МПа. Дерево добре опирається згинаючим зусиллям завдяки волокнистій структурі, тому його широко застосовують у таких конструкціях, як ферми, крокви, балки, прогони, решетування.

Однак зусилля можуть бути прикладені до деревини як уздовж волокон (колони, стійки, опори, палі), так і поперек волокон (стіни зрубів, мауерлати, шпали), тому це треба враховувати, бо деревина анізотропна. Наприклад, межа міцності при стиску поперек волокон в 10 разів менша, ніж при стиску уздовж волокон. При розтягу уздовж волокон міцність деревини вища в 2 рази, ніж поперек волокон, а міцність на розрив уздовж волокон в 10-40 разів більша, ніж поперек волокон. Межа міцності при відколі становить 0,15 Rст.

Твердість деревини визначається на зразках-кубах шляхом вдавлення сталевої кульки. Найбільшу твердість мають ясен, бук, в'яз, модрина. Твердість деревини коливається в межах 50-90 МПа.

Високий коефіцієнт конструктивної якості. Він становить близько 0,7.

Добра технологічність. Деревина легко обробляється: її можна стругати пиляти, різати, полірувати й шліфувати, вона має хорошу цвяхопрохідність, склеюється з іншими матеріалами і т.п.

Корозійна стійкість. Використання деревини у воді (але в незмінному рівні) приводить до зміни її властивостей тільки через кілька сотень років. У морській воді, кислотах і лугах термін служби деревини залежить від концентрації агресивного середовища, причому у хвойних порід довговічність вище.

Негативні властивості деревини

Анізотропність – залежить від розташування волокон деревини.

Горючість – обумовлена органічною природою сполук деревини.

Загнивання – бо є їстівним середовищем для комах, жуків, грибів тощо.

Вади деревини – утворюються або в процесі росту, або при порушенні умов експлуатації.

Всього відомо до 200 різних видів вад деревини, які об’єднали в 9 груп (див. табл. 3.1.1).

Таблиця 3.1.1 – Вади деревини

Причина вади
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

Схожі:

Яцківський Л. Ю., Зеркалов Д. В. З57 Транспортне забезпечення виробництва. Навчальний посібник
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів напряму “Транспортні технології” вищих навчальних...
ББК Ш 141. 14 9
...
ЗАГАЛЬНИЙ КУРС Рекомендовано Міністерством освіти і науки України...
Маляренко В. А. Енергетичні установки. Загальний курс: Навчальний посібник. – Харків: ХНАМГ, 2007. – 287с з іл
ПРАКТИЧНИЙ КУРС АНГЛІЙСЬКОЇ МОВИ Навчальний посібник з практики усного...
Практичний курс англійської мови (англійською та українською мовами). Навчальний посібник з практики усного та письмового мовлення...
Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів Рекомендовано...
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів
Є. Тихомирова Зв’язки з громадськістю Рекомендовано Міністерством...
Посібник містить питання до самоконтролю та список літератури, що сприятиме глибшому засвоєнню матеріалу
Демський Е. Ф. Адміністративне процесуальне право: Навчальний посібник...

Цукровий діабет, класифікація, етіологія, патогенез, клініка, діагностика
НАВЧАЛЬНИЙ МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК ДЛЯ СТУДЕНТІВ 4 КУРСУ ЗА ПРОГРАМОЮ ВНУТРІШНЯ МЕДИЦИНА
№1: Сутність, роль та методологічні основи менеджменту 9
Навчальний посібник для студентів напрямів 100400 «Транспортні технології» і 050200 «Менеджмент організацій»
П. С. Дудик Комунікативно- стилістичні якості мовлення
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка